传热实验实验报告

姓名

__________ 院___________ 专业________ 班

__________ 年__________ 月___________ 日实验内容传热实验____________________________ 指导教师—一、实验名称：

传热实验

二、实验目的：

1. 熟悉套管换热器的结构；

2. 测定出K > :，整理出N u - R e的关系式，求出A m.

三、实验原理：

本实验有套管换热器4套，列管式换热器4套，首先介绍套管换热器。

套管换热器管间进饱和蒸汽，冷凝放热以加热管内的空气，实验设备如图

225-1( 1)所示。

传热方式为：冷凝一传导一对流

1、传热系数可用下式计算：

K q[W/ m2 k]

A m —

(1)

蒸汽

n

冷空艺—& 一>熱空气

姓名

图2-2-5-1 (1) 套管换热器示意图

广西大学实 验报告

姓名

院 专业 班 年

一月

日

实验内容

指导教师

式中：q ――传热速率[W]

2

A 传热面积[m ]

△ t m —传热平均温差[K]

①传热速率q 用下式计算:

q =V S 「C p (t 2 -t i )[W]

(2)

3

式中：V S -V h /3600 ――空气流量[m/s]

M ――空气流量[m 3/h]

P ——空气密度[kg/m ]，以下式计算：

》-0.4645(

P

)[ kg / m ]

(3)

273壮

Pa

大气压[mmHg]

Rp ――空气流量计前表压 [mmHg] t 1――空气进换热器前的温度 [C ]

Cp ――空气比热[J/kg K ]，查表或用下式计算：

C p =1009 0.04t m [J / kg K]

(4)

t m =(t 1+t 2)/2――空气进出换热器温度的平均值(C)

t 2――空气出口温度[C ]

②传热平均面积 A m ：

2

A m =如 m L [ m ]

(5)

式中：d m =传热管平均直径[m]

L —传热管有效长度[m ]

③传热平均温度差△ t m 用逆流对数平均温差计算：

(9)

A i

(t

W - t m

)

a ――空气与管壁间的传热膜系数

[W/m 2 • k]

本实验可近似取a =K[传热系数]，也可用下式计算:

姓名

专业

年.

实验内容

指导教师

T < ------ T

：ti 二(T - t i ),讥2 = (T - t 2

)

L t i

L t

2

ln

辻

式中：T ――蒸汽温度[C ]

2、传热膜系数（给热系数）及其关联式

空气在圆形直管内作强制湍流时的传热膜系数可用下面准数关联式表示:

Nu 二 AR m P r n

(7)

式中：N u ――努塞尔特准数

Re ——雷诺准数 P r ――普兰特准数 A ——系数，经验值为 0.023 m ----- 指数，经验值为

0.8

n ――指数，经验值为: 流体被加热时

n=0.4，流体被冷却

n=0.3

为了测定传热膜系数，现对式（

7）作进一步的分析:

(8)

姓名 ___________________________________ _________ 院 ___________ 专业 _________ 班 _________ 年 __________ 月 ____________ 日

实验内容 __________________________________ 指导教师

A i ——传热管内表面积[m 2] t w ――管壁温[C ]

t m ――空气进、出口平均温度 [C ]

d ----- 管内径[m]

入一一空气的导热系数[W/m • k]，查表或用下式计算：

_5

入=0.0244+7.8 X 10 5t m

(10)

u ――空气在加热管内的流速 [m/s]

--- 空气定性温度(t m )下的粘度[pa • s],查表或用下式计算：

_5 _8

1 =1.72X 10 +4.8 X 10 t m

(12)

d , p ------- 意义同上。

Pr ——

(13)

K

C p , i ,入 意义同上

在定性温度t m =50~70 C 时普兰特准数值 Pr=0.698~0.694，取平均值为 0.696, 那么Pr n =0.6960.4=0.865，代入式(7)即可得如下的实验关联式：

Nu =人理

(14)

式中A'=0.865A ，测定A'、m 值后，再算出A 值，即可得到本实验 的准数关联式(7)的形式。

四、实验设备流程图：

本实验套管换热器流程如图

2-2-5-2 (a )所示，它为双套管并装换热器，其中

Re

du

(⑴